< What >‘인공지능’ F-35, 무인機 20대 거느리고 공격

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 꼬리 없는 광대역 스텔스기를 지향하는 보잉의 F/A-XX 6세대 전투기 개념도. 보잉 제공

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 록히드마틴의 6세대 전투기 QF-35 개념도.

사거리 27㎞ 레이저 쏴 敵機·미사일 파괴도

스텔스 기능을 갖춘 5세대 전투기를 곧 실전 배치할 미국과 러시아, 중국이 이보다 한 세대 앞선 미래 전투기인 6세대 전투기 시장을 선점하기 위한 기술경쟁을 본격화하고 있다. 6세대 전투기 기술 개발에 가장 적극적인 미국 공군과 해군은 앞으로 10∼15년 뒤에 6세대 전투기를 선보이기 위해 박차를 가하고 있다. 러시아도 마하 6∼7의 비행속도를 낼 수 있는 6세대 전투기 연구·개발을 극비리에 진행 중인 것으로 알려졌다. 미·러에 비해 전투기 기술이 한 발짝 뒤처진 중국 역시 대세에 뒤지지 않기 위해 미·러의 뒤를 이어 본격적인 개념연구에 들어간 것으로 전해졌다.

◇무인기 20대 거느리며 늑대 사냥하듯 공격 = 미래 전투기 기술 중 가장 눈길을 끄는 것은 ‘무인체계 및 자율체계 통합’ 분야다. 6세대 전투기는 완전 자율화는 아니더라도 센서와 정보를 통합한 일정 형태의 인공지능을 갖출 것으로 보인다. 미 공군·해군 모두 무인전투기와 전투기의 통합을 추진 중이다. 데이터링크 발전에 따라 무인항공기는 6세대 및 5세대 전투기의 ‘미사일 운반장치’ 역할을 하며 표적 획득 정보를 제공할 것으로 보인다.

전문가들은 “F-35 전투기가 무기를 갖춘 원격조종 항공기 20대를 이용한 공격을 조종하는 상황이 전개될 수 있다”며 “센서와 통신장비를 모두 갖춘 F-35 전투기는 본질적으로 조종자다”고 강조했다.

“늑대들이 최소한의 소통으로 무리를 지어 사냥하는 것처럼, 협력작전(CODE) 개념이 적용된 다수의 무인항공기가 임무감독관 한 명의 지휘에 따라 서로 협력해 표적을 발견, 식별, 공격한다. CODE 사업은 이러한 체계가 통신 및 인간의 조종에 의존하는 정도를 줄이는 한편 낮은 운용비용으로 자신을 결합해 잠재적 임무 영역을 확대하는 것을 목표로 한다.”

◇꼬리 없는 광대역 전방위 스텔스기 = 미 해군의 6세대 전투기인 F/A-XX 전투기와 공군 F-X 전투기는 광대역 스텔스 기능이 적용될 것으로 보인다. 미국 방산업체 노스럽그러먼의 RQ-180 무인항공기 설계의 핵심은 록히드마틴의 F-117, F-22, F-35 전투기보다 전방위 광대역 레이더 단면적 감소가 개선된 점이다. 모든 방향의 저주파수, 고주파수 위협 발사체에 대한 방호벽을 제공하도록 최적화됐다. 스텔스 기능 외에 뛰어난 공기역학 효율로 고도·운항거리·체공시간도 증가했다.

RQ-180 항공기는 X-47B 무인항공기와 마찬가지로 노스럽그러먼의 스텔스 기능을 갖춘 ‘꺾인 연(cranked-kite)’ 설계를 활용한다. 이는 후퇴각의 큰 중심동체와 길고 가는 바깥 날개가 특징이다. 기동성까지 갖춘 광대역 스텔스 항공기는 모두 고고도에서 순항하면서 폭격 또는 정보·감시·정찰(ISR) 임무를 수행하도록 설계돼 있다. 노스럽그러먼은 F-X 전투기 경쟁을 위해 꼬리 없는 항공기 개념을 연구하고 있다. 보잉 역시 이와 유사한 꼬리 없는 F/A-XX 전투기 개념을 제시했다.

◇레이저 무기 장착 = 미 해군과 공군, 미 국방고등연구기획국(DARPA)은 항공기에 장착되는 100∼150㎾ 범위의 고에너지 고체 및 액체 레이저 연구를 동시에 진행 중이다.

DARPA의 고에너지 액체 레이저 지역방어체계 사업이 결실을 거두면 F/A-XX 전투기와 F-X 전투기 모두 지향성 에너지 무기를 갖추게 될 가능성이 높다. 전투기에서 전술적 레이저는 적 미사일 또는 소형 무인항공기에 대한 10∼15해리(약 18.5∼27.8㎞)의 사거리를 갖는 방어용무기로 운용될 것으로 보인다. 150㎾급 레이저는 적 미사일 외부 덮개를 태울 수 있다. 공격해 오는 미사일이 경로를 벗어나도록 하거나 미사일 추적장치를 손상시켜 미사일이 기능을 발휘할 수 없게 하는 것이다.

미래에는 레이저 기술이 발전해 적 전투기에 대한 무기로 운용될 것이다. F-35 전투기의 약점 중 하나는 제한된 탄약 적재능력이다. F-35는 초당 약 50발의 속도로 발사되는 GAU-22 180발을 수용할 수 있다. 이에 비해 레이저는 탄약 수가 아닌 출력 및 냉각 한계에 따른 제한만 받으며, 이는 성능과 군수 양쪽에 모두 이점이 된다.

이 밖에 6세대 전투기는 적응형 사이클 엔진 기술을 통해 재래식 전투기보다 운항거리가 25∼30%, 추력이 최대 10% 상승할 것으로 기대된다. 또 질화갈륨(GaN) 기반의 능동 전자주사식 위상배열(AESA) 레이더 및 전자전체계는 앞으로 20년 동안 전투기 전자장치를 혁신시켜 기존 갈륨비소(GaAs) 기반 장치에 비해 성능 및 냉각 기능 측면에서 큰 영향을 가져올 것으로 예상된다. GaN 기반 AESA 레이더를 F/A-XX 및 F-X 전투기에 추가하면 적의 5세대 항공기 및 기타 관측 가능성이 낮은 표적에 대한 탐지범위를 크게 넓힐 수 있다. GaN 기반 대형 AESA 레이더의 출력으로 AIM-120 미사일 같은 현행 무기의 범위를 훨씬 초월하는 표적 탐지범위를 얻을 수 있다.

정충신 기자 csjung@munhwa.com